The Haldane Theory(할데인 이론)

만약 외국에서 다이빙을 하게 된다면 외국의 다이버들이 자신과 다른 테이블을 사용하는 것을 볼 수 있다. 이런 여러종류의 다이브 테이블은 다른 감압이론을 토대로 만들어진 것이며 각각의 연구를 바탕으로 한다. 대부분의 이론은 1870년 영국의 Hill과 Bert 그리고 1908년 영국의 J.B.S Haldane의 연구 업적에 근거를 두고 있다.



The Haldane Theory(할데인 이론)



감압병(DCS, DCI ; Decompression Sickness, Decompression illness)은 기포 형성에 의한 신체적 상해이며 이는 급격한 주변압 감소시에 발생한다 이러한 문제는 다이버 뿐만 아니라 터널이나 다리의 교각을 공사하는 건설근로자에게도 나타난다. 전형적으로 이런 근로자들이 일하는 압력이 증가된 작업장을 케이슨(Cassions)이라 부른다.

케이슨병(cassion disease)은 감압병의 한 종류로 벤즈(bends)로 알려져 있는데 이것은 이병에 걸리게 되면 걸을수는 있지만 걸을때 허리를 숙인채 걷게 되는데서 그 명칭이 유래되었다.



다이빙 시에는 체내의 조직으로 기체들이 용해되어 주변의 기체들과 평형 상태를 유지하려 한다. 수면에서는 기체의 흡입과 배출량이 평형을 이뤄 조직은 기체를 더 얻거나 잃지 않게 된다. 그러나 다이빙시에 흡수된 기체의 양이 배출된 양보다 많아지면 몸안의 조직은 전체적이 기체량의 증가를 일으킨다. 조직내의 기체량 증감은 외부압력과의 균형이 이루어 질 때까지 계속 진행되며 만약 주변압이 감소되거나 혹은 수면으로 상승하면 변화된 주변압에 우선적으로 반응하며 진행된다.



할데인은 다이버가 해수 33feet(10m), 또는 2절대기압이내에서 포화상태의 실험동물을 수면으로 직접끌어올려도 Bends(벤즈 ; 세포내에 질소방울이 생기는 현상)의 징후가 나타나지 않는다는 사실을 알아냈다. 이것은 해수 33feet에서 포화된 조직은 아무 문제없이 수면으로 올라 올 수 있다는 것을 암시한다. 33feet에서 수면까지의 상승은 총압력의 50%의 감소이다. 이 사실에 근거해서 할데인은 총압력의 50%가 감소하는 범위내에서는, 33feet에서 수면까지이건 99feet(30m, 4절대기압)에서 33feet까지이건 조직에 기포가 형성되지 않는 다고 추론했다. 이것이 유명한 할데인의 비율 2:1(Haldane ratio)이다. 그러나 이 비율은 너무 관대하다고 밝혀져 현재 이 비율은 약 1.58:1이다.



인체는 한가지 형태의 조직으로 이루어져 있지 않고, 심장, 뇌, 근육, 뼈, 피, 그리고 지방을 많이 포함한 조직등이 모여서 인체를 구성한다. 각 조직들은 압력을 받은 상태에서 서로 다르게 반응하고 기체를 얻거나 잃는 양이 틀리지만 모두 균형을 이루려 한다. 각 근육이나 주직들에 녹아드는 기체의 양을 직접적으로 측정하는 형식보다는 다양한 범위의 이론적인 조직들을 형태에 따라 조직구획(Compartments)으로 설정하게 되었다. 이 교재에서 각 조직구획의 범위는 교차가능하다.



조직이 기체를 흡수하거나 배출하는 속도는 반감기(Half time)로 측정된다. 어떤 조직구획의 반감기는 흡수또는 배출을 통해 최초시작시의 압력이나 또는 주변압과 1/2의 압력차이를 나타내는데 소요되는 시간이다. 첫 반감기 후에는 기체의 반은 남아있고 반은 배출된다. 두번째 반감기후에는 잔류량이 반이 배출되어 총 75%의 기체가 배출된다. 마찬가지로 세번째 반감기후에는 87.5%의 기체가 배출된다. 여섯번째 반감기가 되면 98%이상의 기체가 배출되어 여러 가지 계산시에 100%에 도달한 것으로 간주할 수 있게된다.



할데인과  그의 연구원들은 신체를 형상화 하기 위해 5분, 10분, 20분, 40분 조직구획이라 불리는 조직들의 반감기를 실용화하고 다이빙하는 동안의 각 조직에대한 압력이 계산 되었다. 어떤 조직의 절대압력이 66fswa를 초과하면 그 다이버는 감압없이 수면으로 상승할 수 없다.



할데인은 도한 단계 감압(stage decompression)을 제안해서 압력비율 2:1을 초과하지 않는 범위내에서 가장 낮은 정지수심까지 상승하도록 했다. 이 정지수면까지 상승할 수 있도록 기체가 조직에서 빠져나갈때 까지 머물게 된다.



출처 : Advanced Diving Technology and Techniques, NAUI